Các hãng xe điện đang hoàn thiện công nghệ chống cháy như thế nào?

Pin là bộ phận chứa lượng năng lượng lớn nhất trên một chiếc xe điện, vì vậy kiểm soát nhiệt trở thành bài toán quan trọng khi các hãng đồng thời muốn tăng mật độ năng lượng, rút ngắn thời gian sạc và kéo dài quãng đường di chuyển.

Một trong những nguy cơ nghiêm trọng nhất là thermal runaway, có thể hiểu là hiện tượng thoát nhiệt mất kiểm soát. Khi một cell pin bị hư hỏng hoặc xảy ra chập bên trong, nhiệt độ có thể tăng rất nhanh và kích hoạt các phản ứng hóa học tiếp theo. Nhiệt từ cell gặp sự cố sau đó có thể truyền sang những cell xung quanh, tạo thành phản ứng dây chuyền.

Cell là đơn vị nhỏ cấu thành bộ pin. Nhiều cell được kết nối thành các module, sau đó kết hợp thành bộ pin hoàn chỉnh trên xe.

Trong tài liệu hướng dẫn xử lý sự cố đối với xe điện Hyundai Inster, Hyundai lưu ý thermal runaway có thể lan từ một cell sang nhiều cell theo kiểu “domino”. Hãng cũng cảnh báo năng lượng còn lại trong các cell bị hư hỏng có thể khiến pin tái cháy sau khi ngọn lửa ban đầu đã được dập tắt.

Vì vậy, các nhà sản xuất đang phát triển nhiều lớp bảo vệ, từ bản thân cell, cấu trúc bộ pin, hệ thống làm mát đến phần mềm quản lý và các giải pháp xử lý trực tiếp tại khu vực xảy ra sự cố.

BYD đang tìm cách gia tăng khả năng chịu sự cố và hạn chế thermal runaway của bộ pin. Trong thông cáo công bố ngày 5/3/2026, hãng cho biết thế hệ pin Blade Battery 2.0 đã trải qua một loạt thử nghiệm an toàn mới.

Theo BYD, hãng đã thử nghiệm pin bằng cách vừa sạc nhanh vừa dùng vật nhọn đâm xuyên vào pin để kiểm tra khả năng chịu hư hỏng và nguy cơ cháy. Bộ pin không xuất hiện thermal runaway, khói hoặc cháy sau 500 chu kỳ sạc nhanh. Ở một thử nghiệm khác, bốn cell bị cưỡng bức đoản mạch đồng thời. BYD cho biết nhiệt độ vượt 700 độ C nhưng không xảy ra cháy hoặc nổ.

Đây là kết quả do BYD công bố từ các thử nghiệm của hãng, không phải một đánh giá độc lập về toàn bộ công nghệ của bộ pin.

Các thử nghiệm này được đưa ra trong lúc hãng xe Trung Quốc này đang tăng mạnh công suất sạc. Hãng công bố hệ thống Flash Charging có thể đạt công suất tới 1.500 kW và sạc từ 10% lên 97% trong 9 phút trong điều kiện phù hợp.

Công suất sạc lớn khiến bài toán quản lý nhiệt trở nên quan trọng hơn. Reuters hồi tháng 9 cho biết cuộc đua sạc siêu nhanh tại Trung Quốc đang thúc đẩy các nhà sản xuất phát triển đồng thời những giải pháp về làm mát, quản lý pin và phần mềm.

BMS, viết tắt của Battery Management System, là hệ thống quản lý pin. Đây là bộ phận điện tử theo dõi và điều khiển nhiều thông số của bộ pin, như điện áp, dòng điện và nhiệt độ, đồng thời hỗ trợ bảo vệ pin trong quá trình sạc và sử dụng.

Khi công suất sạc tăng, khả năng kiểm soát nhiệt trong quá trình nạp năng lượng cũng trở thành một yếu tố quan trọng đối với độ an toàn và độ bền của hệ thống pin.

Một hướng khác là tập trung trực tiếp vào khả năng ngăn thermal runaway lan truyền.

CATL, một trong những nhà sản xuất pin xe điện lớn nhất thế giới, của Trung Quốc, cho biết hệ thống pin hàng không của hãng với mật độ năng lượng 350 Wh/kg đã vượt qua thử nghiệm thermal runaway mà không xảy ra hiện tượng lan truyền sang các cell liền kề. Theo CATL, trong thử nghiệm, hai cell ở các vị trí khác nhau được kích hoạt thermal runaway đồng thời nhưng các cell xung quanh không bị lan truyền nhiệt.

Mật độ năng lượng cho biết một khối lượng hoặc thể tích pin có thể chứa bao nhiêu năng lượng. Mật độ càng cao về lý thuyết cho phép chứa nhiều năng lượng hơn trong cùng khối lượng, qua đó hỗ trợ tăng quãng đường di chuyển nhưng cũng đặt ra yêu cầu cao hơn đối với việc kiểm soát nhiệt và an toàn.

Đây là công nghệ CATL phát triển cho lĩnh vực hàng không điện, không nên đồng nhất với công nghệ đang được sử dụng phổ biến trên ô tô.

Tuy nhiên, mục tiêu kỹ thuật của thử nghiệm phản ánh một hướng phát triển quan trọng của ngành pin: thay vì chỉ tìm cách hạn chế một cell gặp sự cố, các nhà sản xuất còn phải ngăn sự cố ở một cell biến thành sự cố của cả bộ pin.

Hyundai Motor đang theo đuổi cách tiếp cận kết hợp giữa phần mềm và phần cứng. Tại sự kiện CEO Investor Day 2026, Hyundai cho biết hãng đã phát triển công nghệ Thermal Runaway Protection (TRP), tức hệ thống bảo vệ chống hiện tượng thoát nhiệt mất kiểm soát. Theo hãng, hệ thống sử dụng cấu trúc tản nhiệt và các lớp ngăn giữa cell để hạn chế nhiệt truyền sang những cell bên cạnh khi xảy ra sự cố.

Hyundai cho biết TRP đã được kiểm chứng qua hơn 200 lần thử nghiệm với pin NCM dạng prismatic và pouch. Công nghệ này dự kiến lần đầu xuất hiện trên xe Genesis.

NCM là loại hóa học pin sử dụng nickel, cobalt và manganese làm các thành phần chính của vật liệu điện cực. Trong khi đó, prismatic chỉ loại cell có dạng khối hộp cứng, còn pouch là cell được đóng gói trong lớp vỏ mềm, nhẹ hơn nhưng có cấu trúc khác cell dạng hộp.

Hyundai cho biết hệ thống quản lý pin kết hợp khả năng giám sát dựa trên nền tảng đám mây để theo dõi tình trạng pin và phát hiện dấu hiệu bất thường, trong khi TRP đóng vai trò lớp bảo vệ phần cứng nhằm hạn chế truyền nhiệt.

Cách tiếp cận này cho thấy vai trò của BMS không chỉ nằm ở việc quản lý quá trình sạc và xả. Dữ liệu về nhiệt độ, điện áp và các thông số khác của pin có thể được sử dụng để phát hiện dấu hiệu bất thường, qua đó tạo điều kiện cho các lớp bảo vệ tiếp theo can thiệp.

Hyundai Mobis, công ty chuyên sản xuất linh kiện và phát triển công nghệ ô tô thuộc Hyundai Motor Group, đi thêm một bước khi phát triển hệ thống xử lý cháy trực tiếp bên trong bộ pin.

Theo Hyundai Mobis, hệ thống sử dụng BMS để theo dõi nhiệt độ, điện áp và áp suất bên trong bộ pin. Khi phát hiện bất thường, hệ thống xác định module gặp vấn đề rồi điều khiển van đưa chất chữa cháy tới đúng vị trí đó. Chất này có nhiệm vụ làm nguội cell và dập lửa nếu cháy đã xảy ra.

Điểm khác biệt là hệ thống không phun chất chữa cháy đồng thời vào toàn bộ bộ pin. Hyundai Mobis cho biết việc tập trung vào module gặp sự cố giúp sử dụng hiệu quả lượng chất chữa cháy có giới hạn và giảm nguy cơ nhiệt truyền sang các cell khác.

Theo Hyundai Mobis, hệ thống còn có thể can thiệp trước khi xuất hiện ngọn lửa, bởi BMS liên tục theo dõi trạng thái của từng cell và có thể kích hoạt quá trình làm mát khi phát hiện dấu hiệu bất thường. Hãng đã đăng ký ba bằng sáng chế liên quan đến hệ thống này.

Cách tiếp cận của Hyundai Mobis kết hợp ba lớp: cảm biến và BMS để phát hiện, phần cứng để đưa chất làm mát hoặc chữa cháy tới đúng khu vực và hệ thống xử lý nhiệt để hạn chế sự cố lan rộng.

Không chỉ các hãng tự đặt ra yêu cầu cao hơn mà quy định an toàn ở nhiều quốc gia cũng đang thay đổi.

Theo Chính phủ Trung Quốc, tiêu chuẩn bắt buộc mới GB38031-2025 về an toàn pin động lực xe điện có hiệu lực từ ngày 1/7. Tiêu chuẩn cập nhật các yêu cầu về thử nghiệm lan truyền nhiệt, bổ sung thử nghiệm va đập từ phía dưới bộ pin và một thử nghiệm sau các chu kỳ sạc nhanh.

Theo thông tin được công bố về tiêu chuẩn mới, sau 300 chu kỳ sạc nhanh, bộ pin phải vượt qua thử nghiệm đoản mạch bên ngoài mà không cháy hoặc nổ.

Reuters cho biết quy định mới của Trung Quốc nhằm giảm nguy cơ cháy và nổ liên quan tới thermal runaway, đồng thời nâng yêu cầu so với tiêu chuẩn năm 2020.